Waarom giftige dieren zichzelf niet vergiftigen

Giftige vogels en kikkers hebben in de loop van hun evolutie een methode ontwikkeld om zich te verdedigen, maar niet op de manier waarop we dachten.

Gepubliceerd 10 aug. 2021 10:54 CEST
poison dart frog

De blauwe pijlgifkikker is inheems in de dichte wouden van het Surinaamse district Sipalwini.

Foto van Jon G. Fuller/VWPics / Alamy Stock Photo

In de wouden van Nieuw-Guinea leeft een onooglijk vogeltje met een dodelijk geheim. Het diertje heet de bergpitohui en zijn oranje-zwarte verenkleed is bedekt met gif.

Alleen al het aanraken van de veren van een bergpitohui is genoeg om je het gevoel te geven dat je handen in brand staan. Maar als een beetje van het gif – genaamd batrachotoxine of BTX – wordt ingeslikt, zorgt het in het lichaam voor een verstoring van de natriumkanalen in de celmembranen, wat tot verlamming en soms zelfs de dood leidt.

“Je kunt deze gifstoffen beschouwen als een soort natuurlijke medicijnen. Het zijn bestanddelen waarmee potentiële prooidieren zichzelf beschermen tegen roofdieren. Het gif geeft het roofdier een onaangenaam gevoel of doodt het zelfs,” zegt Daniel Minor, biofysicus aan het Cardiovascular Research Institute van de University of California in San Francisco. (Ontdek het verschil tussen een actief-  en passief-giftig dier.)

Wetenschappers denken dat de bergpitohui niet zijn eigen gifstoffen produceert maar ze onttrekt aan kleine kevers waarop hij jaagt. Vermoedt wordt dat hetzelfde mechanisme ook van toepassing is op de pijlgifkikkers van Midden- en Zuid-Amerika, die eveneens BTX in hun felgekleurde huid met zich meedragen.

Dat alles roept de fascinerende vraag op waarom giftige dieren als de bergpitohui zichzelf niet vergiftigen?

Tientallen jaren lang namen wetenschappers aan dat de bewuste vogels en kikkers tijdens hun evolutie natriumkanalen in hun celmembranen hadden ontwikkeld die niet door het BTX werden verstoord. De kanalen zijn van levensbelang voor het goed functioneren van zenuwen, hersencellen en spierweefsel. Er zijn immers ook andere diersoorten die amper een reactie vertonen op gifstoffen van bepaalde dieren. Zo kan de Egyptische ichneumon goed tegen cobragif.

Maar uit een onderzoek dat vorige week is verschenen in het Journal of General Physiology, wordt die aloude veronderstelling ontkracht.

In de studie dragen de onderzoekers bewijzen aan voor de stelling dat bergpitohui’s en gifkikkers over zogenaamde ‘toxinesponzen’ beschikken, eiwitten waarmee ze de dodelijke gifstoffen kunnen absorberen voordat deze schade aanrichten.

Lees ook: Kikker met giftig (en opblaasbaar) achterste

Bewijs voor een 'toxinespons'-eiwit

In het laboratorium bootsten Minor en zijn collega’s de genen na die verantwoordelijk zijn voor de natriumkanalen van bergpitohui’s en gifkikkers, en spoten die in levende cellen van verschillende diersoorten, waarna ze de cellen blootstelden aan BTX. De cellen bezweken aan het gif, waaruit bleek dat de natriumkanalen van de dieren op zichzelf niet immuun zijn voor BTX. Maar toen de onderzoekers levende kikkers van verschillende soorten met BTX injecteerden, overleefden alleen de gifkikkers dat.

“Dat wijst op een mechanisme waarmee de natriumkanalen worden afgeschermd tegen het contact met dit toxine,” zegt Minor. Zijn voornaamste hypothese berust op een ‘spons-eiwit’ dat hij al eerder had geïdentificeerd. In 2019 ontdekte het team van Minor een ‘toxine-spons’ die stierkikkers immuun maakt voor saxitoxine, een ander krachtig gif. Hoewel hij nog geen vergelijkbaar mechanisme bij de bergpitohui of bij gifkikkers heeft gevonden, is dat volgens hem zeker het doel van verder onderzoek. (Lees meer over een giftige kikker die in Peru is ontdekt.)

Rebecca Tarvin, evolutiebioloog aan de University of California in Berkeley en gespecialiseerd in de wijze waarop gifkikkers zich wapenen tegen een ander neurotoxine, genaamd epibatidine, is onder de indruk van de bevindingen. 

Lees ook: ‘Uitgestorven’ gifslang teruggevonden

“Vooral met het oog op mijn onderzoeksterrein was ik zeer verrast door het feit dat de natriumkanalen van gifkikkers niet bezweken aan batrachotoxine, wat indruiste tegen onze verwachtingen,” zegt Tarvin, die ook National Geographic-onderzoekster is.

Maar ze waarschuwt wel voor een te algemene interpretatie van de resultaten. “Het gaat om slechts één van de vele gifstoffen die kikkers bij zich dragen,” zegt zij. “Maar wat betreft de gifstof waarop ze zijn getest, ben ik overtuigd.”

Deze duizendpoot is een levensgevaarlijke vijand
De tijgerduizendpoot, met zijn scherpe klauwen en dodelijk gif, is een levensgevaarlijke vijand.

Medische doorbraken?

Hoewel vogels op verre eilanden en kikkers in regenwouden enigszins marginale onderzoeksgebieden lijken, kan het ontsluiten van de geheimen van deze dieren tot baanbrekende toepassingen voor de mensheid leiden.

“Toxines hebben van oudsher een belangrijke rol gespeeld in de ontdekking van bepaalde eiwitten en hun functies, en ze worden ook als uitgangspunt gebruikt bij het ontwerpen van medicijnen,” zegt Tarvin. (Lees ook hoe gifstoffen in de toekomst jouw leven kunnen redden.)

Zo is door middel van laboratoriumtests aangetoond dat een bestanddeel uit het gif van stierkikkers ingezet kan worden tegen kanker, terwijl de gifstof tetrodotoxine – dat bij meerdere diersoorten voorkomt, van de kogelvis tot salamanders – wordt onderzocht als basis voor nieuwe anesthetica.

Lees ook: De geheime gifkikkertour

Voor mij is de interessantste vraag: ‘Hoe komt het toch dat deze dieren zichzelf niet met dit gif vergiftigen?’” zegt Minor. “Maar het antwoord op die vraag zal ook heel wezenlijke inzichten opleveren in biologische systemen.”

Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com

Lees meer

Ontdek Nat Geo

  • Dieren
  • Milieu
  • Geschiedenis en Cultuur
  • Wetenschap
  • Reizen
  • Fotografie
  • Ruimte
  • Video

Over ons

Abonnement

  • Abonneren
  • Schrijf je in
  • Shop
  • Disney+

Volg ons

  • Gebruiksvoorwaarden
  • Privacyverklaring
  • Cookiebeleid
Copyright © 1996-2015 National Geographic Society. Copyright © 2015-2017 National Geographic Partners, LLC. Alle rechten voorbehouden.